Стробоскоп или стробоскопическая лампа , обычно называемая стробоскопом , представляет собой устройство, используемое для создания регулярных вспышек света . Это одно из многих устройств, которые можно использовать в качестве стробоскопа . Слово произошло от древнегреческого στρόβος ( стробос ), что означает «акт вращения».
Типичный коммерческий стробоскоп имеет энергию вспышки от 10 до 150 джоулей , а время разряда составляет всего несколько миллисекунд, что часто приводит к мощности вспышки в несколько киловатт . Стробоскопы большего размера можно использовать в «непрерывном» режиме, создавая чрезвычайно интенсивное освещение.
Источником света обычно является ксеноновая лампа-вспышка , или импульсная лампа , которая имеет сложный спектр и цветовую температуру около 5600 Кельвинов . Для получения цветного света можно использовать цветные гели .
В стробоскопах обычно используются лампы-вспышки , энергия которых поступает от конденсатора , устройства хранения энергии, очень похожего на батарею, но способного заряжаться и высвобождать энергию гораздо быстрее. В стробе на основе конденсатора конденсатор заряжается примерно до 300 В. После того, как конденсатор заряжен, для запуска вспышки небольшое количество энергии направляется в триггерный трансформатор , небольшой трансформатор с высоким коэффициентом трансформации. Это создает слабый, но высоковольтный всплеск, необходимый для ионизации газообразного ксенона в импульсной лампе. Внутри трубки создается дуга , которая действует как путь для разряда конденсатора, позволяя конденсатору быстро передать свою энергию в дугу. Энергия конденсатора быстро нагревает газообразный ксенон, создавая чрезвычайно яркий плазменный разряд, который воспринимается как вспышка.
Стробоскоп без конденсаторного накопителя просто разряжает сетевое напряжение на трубке после срабатывания. Этот тип вспышки не требует времени на зарядку и обеспечивает гораздо более высокую частоту вспышек, но резко сокращает срок службы лампы-вспышки, если она включена в течение значительных периодов времени. Для таких вспышек требуется своего рода ограничение тока , без которого лампа-вспышка будет пытаться потреблять большие токи от источника электроэнергии, что может привести к отключению электрических выключателей или к падению напряжения в линии электропитания.
Продолжительность одной вспышки зависит от конкретного используемого стробоскопа и его настроек. Стробы для студийного освещения часто имеют диапазон настроек мощности. Для данного стробоскопа более высокая светоотдача соответствует большей продолжительности вспышки. Например, моноблок Flashpoint Rapid 1200 HSS [1] имеет продолжительность вспышки до 5,6 мс (1/180 с) при максимальной мощности или всего 68 мкс (1/14 814 сек) при минимальной мощности. . В продаже имеются стробоскопы со значительно более короткой длительностью вспышки, некоторые с длительностью вспышки менее 1 мкс. Например, строб SPOT от Prism Science Works обеспечивает длительность вспышки порядка 0,5 мкс [2].
Некоторые вспышки даже предлагают непрерывный режим работы, при котором дуга поддерживается, обеспечивая свет чрезвычайно высокой интенсивности, но обычно только в течение небольшого промежутка времени, чтобы предотвратить перегрев и возможную поломку лампы-вспышки.
Стробоскоп — это проблесковая электрическая лампа , используемая в различных отраслях промышленности в качестве устройства привлечения внимания либо для предупреждения о возможных опасностях , либо для привлечения потенциальных клиентов . Стробоскопы похожи на вращающиеся маяки, но более энергоэффективны , не имеют движущихся частей, более надежны и с меньшей вероятностью сломаются.
Газовые стробоскопические маяки включают ксеноновые лампы-вспышки и галогенные разновидности. Газовые стробоскопы состоят из газонаполненной трубки , окруженной линзой . При подаче электричества трубка мигает, увеличивается линзой и излучает свет на 360 градусов . Интенсивность света зависит от количества подаваемой электроэнергии. [3] [4]
Эти линзы бывают разных цветов, в основном прозрачные, желтые, янтарные, красные, синие и зеленые. Цвет линз может влиять на интенсивность света. [5]
Светодиодные стробоскопы состоят из основания, светодиода или группы светодиодов и крышки. Внутри основания расположен твердотельный контроллер вспышки, который позволяет светодиодному маяку работать в различных режимах мигания. [6]
Стробоскопы часто используются для противостолкновительного освещения самолетов как на самих самолетах, так и на высоких стационарных объектах, например теле- и радиовышках. Другие применения находятся в системах сигнализации , аварийном освещении транспортных средств , театральном освещении (особенно для имитации молнии ) и в качестве огней повышенной видимости для предотвращения столкновений самолетов . Они по-прежнему широко используются в транспортных средствах правоохранительных органов и других службах экстренной помощи, хотя в этом применении их постепенно заменяют светодиодные технологии, поскольку они сами в значительной степени заменяют галогенное освещение. [ нужна цитация ] Стробы используются аквалангистами в качестве аварийного сигнального устройства. [7]
Специальные калиброванные стробоскопы, способные мигать до сотен раз в секунду, используются в промышленности для остановки появления движения вращающихся и других периодически работающих машин, а также для измерения или регулировки скорости вращения или времени цикла. Поскольку эта остановка только кажущаяся, отмеченная точка на вращающемся теле будет либо двигаться назад или вперед, либо не двигаться, в зависимости от частоты стробоскопической вспышки. Если возникает вспышка, равная периоду вращения (или даже кратному, т.е. 2*π*n/ω, где n — целое число, а ω — угловая частота ), отмеченная точка будет казаться неподвижной. Любая нецелочисленная настройка вспышки приведет к тому, что метка будет двигаться вперед или назад, например, при небольшом увеличении частоты вспышки будет казаться, что точка движется назад.
Обычно стробоскопическая вспышка используется для оптимизации эффективности двигателя автомобиля в определенный период вращения путем направления стробоскопического света на отметку на маховике на главной оси двигателя . Прибор со стробоскопической лампой для такого момента зажигания называется сигнальной лампой . Стробоскопическое освещение также использовалось для замедленного наблюдения за движениями голосовых связок во время речи — процедура, известная как видеостробоскопия.
Стробоскопы часто используются для создания иллюзии замедленного движения в ночных клубах и на рейвах , а также доступны для домашнего использования для создания спецэффектов или развлечений.
Зарождение стробоскопического освещения относится к 1931 году, когда Гарольд Юджин «Док» Эдгертон использовал мигающую лампу, чтобы создать улучшенный стробоскоп для исследования движущихся объектов, что в конечном итоге привело к созданию впечатляющих фотографий таких объектов, как пули в полете.
Компания EG&G [ ныне подразделение URS ] была основана Гарольдом Э. Эдгертоном, Кеннетом Дж. Гермесхаузеном и Гербертом Э. Гриером в 1947 году как Edgerton, Germeshausen and Grier, Inc. и сегодня носит их инициалы. В 1931 году Эджертон и Гермесхаузен сформировали партнерство для изучения высокоскоростных фотографических и стробоскопических методов и их применения. Гриер присоединился к ним в 1934 году, а в 1947 году была зарегистрирована компания EG&G. Во время Второй мировой войны правительственный Манхэттенский проект использовал открытия Эджертона для фотографирования атомных взрывов; то, что компания поддержала Комиссию по атомной энергии в ее исследованиях и разработках оружия после войны, было естественным развитием. Эта работа Комиссии заложила историческую основу современной технологической базы Компании. [8]
Были доступны строботроны с внутренним запуском ( тиратроны с оптимизированной светоотдачей ) [9] , а также вакуумные стробоскопические источники света с прожекторным лучом ЭЛТ -типа и сеточным управлением с быстрыми люминофорами . [10]
Стробоскопический свет был популяризирован на клубной сцене в 1960-х годах, когда его использовали для воспроизведения и усиления эффектов ЛСД- трипов. Кен Кизи использовал стробоскопическое освещение в сочетании с музыкой Grateful Dead во время своих кислотных испытаний . В начале 1966 года светотехник Энди Уорхола , Дэнни Уильямс, первым использовал несколько стробоскопов, слайдов и кинопроекций одновременно на сцене во время шоу «Взрывающийся пластик, неизбежное» 1966 года , а по просьбе Билла Грэма Уильямс построил улучшенное стробоскопическое световое шоу. для использования в Fillmore West .
Быстрое мигание стробоскопического света может создать иллюзию того, что белый свет окрашен в цвет, известный как цвет Фехнера . В определенных диапазонах видимый цвет можно контролировать с помощью частоты вспышки. Эффективные частоты стимулов варьируются от 3 Гц и выше, оптимальные частоты составляют около 4–6 Гц. Цвета — это иллюзия, созданная в сознании наблюдателя, а не реальный цвет. Вершина Бенхема демонстрирует эффект. [11] [12] [13] [14]
Иногда стробоскопическое освещение может спровоцировать судороги . Произошло несколько публичных случаев светочувствительной эпилепсии . Большинство стробоскопов, продаваемых населению, имеют заводские ограничения частоты примерно 10–12 Гц (10–12 вспышек в секунду) в своих внутренних генераторах , хотя стробоскопы с внешним запуском часто мигают как можно чаще. Исследования показали, что у большинства людей, подверженных стробоскопическому эффекту, симптомы могут проявляться, хотя и редко, при частоте 15–70 Гц. Другие исследования показали эпилептические симптомы при частоте 15 Гц при непрерывном взгляде на стробоскоп в течение более 90 секунд. Многие пожарные сигнализации в школах, больницах, стадионах и т. д. мигают с частотой 1 Гц.
{{cite journal}}: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )